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二、动静突变例2 :把一重为G的物体，用一个水平的推力图甲所示），从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图中的（）甲动动突变一个小物体无初速度地放在P点，小物体与传送带间的动摩擦因数为问当皮带逆时针转动时，小物体运动到Q点的时间为多少？ 2 s摩擦力突变问题分类探析摩擦力是历年高考的必考内容，摩擦力的突变的考题常有出现，且类型多，特别是静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，其大小与方向均有可能变化的情况对应于物理过程的转变及临界状态，在分析中很容易发生失误，在复习时应引起高度重视，应仔细分析物体的状态变化的过程与细节。
摩擦力的分类定义产生条件大小方向作用效果做功一、静动突变例1、长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木块由水平位置缓慢向上转动。
另一端不动，则木块受到摩擦力f 随变象中角度的化关系图是（甲）的（）练习：如图乙在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉木块直到沿桌面运动，在此过程中，木块所受到的摩擦力f随拉力F的大小变化的图象正确的是（O D FF kt（k为恒量, t时间）压在竖直平整的墙上（如例3、传送带以恒定的速率V10m/s运动，已知它与水平面成37，如图所示，PQ 16m将0.5，四、 静静突变例4•一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F 1、F 2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图，其中F i 10N ，F 2 2N ，若撤去F i ，则木块受到的摩擦力为（）A • 10N ，方向向左B . 6N ，方向向右C 2 N ，方向向右D .零五、 摩擦力有无判断例5、水平皮带传输装置如图所示，O i 为主动轮，02为从动轮。
当主动轮顺时针匀速转动时，物体被轻轻地放在A 端皮带上，开始时，物体在皮带上滑动，当它到达位置 C 后停止滑动，直到传送到目的地B端，在传送过程中，若皮带与轮不打滑，则关于物体受的摩擦力和图中 P 、Q 两处（在01、02连线上）皮带所受摩擦力的方向的正确说法是（）① 在AC 段物体受水平向左的滑动摩擦力， P 处皮带受向上的滑动摩擦力。
摩擦力突变问题分类探析摩擦力是历年高考的必考内容，摩擦力的突变的考题常有出现，且类型多，特别是静摩擦力随物体的相对运动趋势发生变化，其大小与方向均有可能变化的情况对应于物理过程的转变及临界状态，在分析中很容易发生失误，在复习时应引起高度重视，应仔细分析物体的状态变化的过程与细节。
摩擦力的分类定义产生条件大小方向作用效果做功一、静动突变例1、长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木块由水平位置缓慢向上转动。
另一端不动，则木块受?f的变化关系图象是（甲）中的（随角度）到摩擦力练习：如图乙在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉木块直到沿桌面运动，在f随拉力F的大小变化的图象正确的是（此过程中，木块所受到的摩擦力）动静突变二、tkkt?F时间）压在竖直平整的墙上（如为恒量，例2：把一重为G的物体，用一个水平的推力（tt f的变化关系是图中的（）图甲所示），从=0开始物体所受的摩擦力随ffff三、动GGG F动突变例3、传送tttt OOOOCDBA的速定率以带恒甲乙P??37?m?16PQ s/10mv?将一个小物体无初速，如图所示，运动，已知它与水平面成?5.?0P，问当皮带逆时针转动时，小物点，小物体与传送带间的动摩擦因数为度地放在Q2 s体运动到点的时间为多少Q?37静静突变四、FF和摩擦力的作用，木块处于静止．一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即、例421FN?210NF?F，则木块受到的摩擦力为（，，若撤去状态，如图，其中）121NNFF A．106，方向向左，方向向右．B12N D C 2 ，方向向右．零摩擦力有无判断五、OO为从动轮。
当主动轮顺时针匀速转动时，物体被5、水平皮带传输装置如图所示，为主动轮，例12轻轻地放在A端皮带上，开始时，物体在皮带上滑动，当它到达位置C后停止滑动，直到传送到目的地B OOQ P连线上）、两处（在端，在传送过程中，若皮带与轮不打滑，则关于物体受的摩擦力和图中、12皮带所受摩擦力的方向的正确说法是（）ACP处皮带受向上的滑动摩擦力。
静—静“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力发生突变便时，如果物体仍能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生“突变” 例如：在水平力F 作用下，物体静止于斜面上，突然增大时物体仍静止和所受静摩擦力的大小和方向将凸变例4．一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即1F 、2F 和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图，其中N F 101=，N F 22=，若撤去1F ，则木块受到的摩擦力为（ ）A ．10N ，方向向左B ．6N ，方向向右C 2N ，方向向右D ．零静—动“突变”物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”为滑动摩擦力 例如：放在粗糙水平面上的物体作用，在其上面的水平力F 从零逐渐增大，某时刻物体开始滑动物体受地面的摩擦力，由静摩擦力“突变”为滑动摩擦力例2：把一重为G 的物体，用一个水平的推力kt F =（k 为恒量，t 时间）压在竖直平整的墙上（如图甲所示），从t =0开始物体所受的摩擦力f 随t 的变化关系是图中的（ ）动—静“突变”在摩擦力和其他力作用下做减速运动的物体，突然停止滑动时固体将不是无摩擦力作用或滑动摩擦力突变为静摩擦力 例如：滑块以v o 冲上斜面后做减速运动，当到达某位置静止时，滑动摩擦力“突变”为静摩擦力一、 静静突变例1、长直木板的上表面的一端放有一个铁块，木块由水平位置缓慢向上转动。
另一端不动，则木块受到摩擦力f 随角度α的变化关系图象是（甲）中的（ ）甲tfttfGtf乙FfπB O 2/πfC O 2/πfD O2/πfα甲乙1F 2F练习：如图乙在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F 拉木块直到沿桌面运动，在此过程中，木块所受到的摩擦力f 随拉力F 的大小变化的图象正确的是（ ）动—动“突变”某物体相对于另一物体滑动的过程中，若突然相对运动方向改变了，则滑动摩擦力的方向发生了突变。
第5讲摩擦力的突变问题(解析版)摩擦力是我们日常生活中常见的物理现象之一，它广泛应用于各行各业。
本文将通过对摩擦力的解析，探讨摩擦力的突变问题，帮助读者更好地理解这一现象。
一、摩擦力的基本概念摩擦力是物体接触表面间的相互作用力，它阻碍物体间的相对运动。
根据运动状态的不同，摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力指的是当物体相对静止时，两个接触表面间的摩擦力。
静摩擦力的大小与物体间的压力有关，通常由静摩擦系数与垂直于接触面的压力之积决定。
动摩擦力是指当物体相对运动时，两个接触表面间的摩擦力。
动摩擦力通常小于静摩擦力，其大小由动摩擦系数与垂直于接触面的压力之积决定。
二、摩擦力的突变问题在实际应用中，我们常常面临一个问题，即当物体处于一定状态时，突然改变其状态后，摩擦力是否会发生突变。
下面我们通过实例来解析这个问题。
例1：一个质量为m的物块放置在光滑的水平面上，另一物块质量也为m，放置在上面。
此时，两物块间的接触面粗糙，动摩擦系数为μ，求上面物块脱离下面物块的条件。
解析：首先，根据牛顿第二定律，上面物块受到的摩擦力为f=μmg，向下受到的重力为mg，由于物块受到的重力与摩擦力相等，所以上面的物块不会脱离下面的物块。
然而，当我们突然改变上面物块的状态，例如向下拉一下，那么上面物块将失去与下面物块的接触，此时摩擦力发生了突变。
例2：将一个物块放置在一个斜面上，斜面与水平面的夹角为θ，静摩擦系数为μs，动摩擦系数为μk。
求斜面倾角超过多少度时，物块将开始下滑。
解析：首先，当斜面与水平面的夹角小于90度时，物块受到的重力可以分解为垂直于斜面的分力mgcosθ和平行于斜面的分力mgsinθ。
如果物块处于静止状态，那么摩擦力f=μsmgcosθ向上，与mgsinθ平衡。
当斜面倾角超过一定程度时，物块将开始下滑。
此时，动摩擦力f=μkmgsinθ向上，小于mgsinθ，不再平衡。
因此，斜面倾角超过arctan(μk)时，物块开始下滑。
专题摩擦力及突变问题一、直击高考【高考真题1】(2020.山东.T8)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。
A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
当木板与水平面的夹角为450时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为( )A.13B.14C.15D.16【高考真题2】(2020.北京.T11)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。
实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。
水平向左拉木板，传感器记录的F—t图像如图所示。
下列说法正确的是( )A.实验中必须让木板保持匀速运动B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数二、考法剖析【例题1】(多选)如图甲所示，放在固定斜面上的物体，受到一个沿斜面向上的力F作用，始终处于静止状态，F的大小随时间变化的规律如图乙所示。
则在0~t0时间内物体所受的摩擦力F f随时间t的变化规律可能为下图中的(取沿斜面向上为摩擦力F f的正方向)( )【例题2】(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。
在传送带的上端轻轻放置一质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ>tanθ，则下列选项中能客观地反应小木块的受力和运动情况的是( )【例题3】表面粗糙的长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大，最大静摩擦力大于滑动摩擦力)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度α变化的图像是下图的( )【例题4】(多选)如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的vt图象(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2>v1，则()A.t1时刻，小物块离A处的距离达到最大B.t2时刻，小物块离A处的距离达到最大C.0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右D.0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用三、巩固提升1.如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是( )A.容器所受到的摩擦力不断增大B.容器所受到的摩擦力不变C.水平F必须逐渐增大D.容器受到的合力逐渐增大2.把一重为G的物体，用水平推力F=kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上如图所示，从t=0开始物体所受的摩擦力随t的变化关系是图中的( )3.(多选)如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。
摩擦力的突变专题练1．(多选)质量为m1和m2的甲、乙两本书叠放在水平桌面上．已知甲、乙间动摩擦因数为μ1，乙书与桌面间动摩擦因数为μ2.推力F作用在甲书上，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是() A．若μ1<μ2，只要F>μ1m1g，甲书就能相对乙书运动B．若μ1<μ2，无论F多大，乙书都不会运动C．若μ1>μ2，只要F>μ1m1g，甲书就能相对乙书运动D．若μ1>μ2，只要F>μ2(m1＋m2)g，乙书就能运动2.如图所示，完全相同的A、B两物体放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，每个物体重G＝10 N，设物体A、B与水平地面间的最大静摩擦力均为F fm＝2.5 N，若对A施加一个向右的由0均匀增大到6 N的水平推力F，有四位同学将A物体所受到的摩擦力随水平推力F的变化情况在图中表示出来．其中表示正确的是()3．(多选)如图所示，用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动，从t＝0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小，到t1时刻F减小为零．物体所受的摩擦力F f随时间t的变化图象可能是()4.如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐均匀增大的过程中(箱子未离开地面)．关于摩擦力F f的大小随拉力F的变化关系，下列四幅图可能正确的是()5.如图所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A处于静止状态．若小车以1 m/s2的加速度向右运动，则(g＝10 m/s2)()A．物体A相对小车向右运动B．物体A受到的摩擦力减小C．物体A受到的摩擦力大小不变D．物体A受到的弹簧的拉力增大6．(多选)如图所示，装载石块的自卸卡车静止在水平地面上，车厢倾斜至一定角度时，石块沿车厢滑至车尾．若车厢倾斜至最大角度时还有部分石块未下滑，货车会向前加速，从而把残余石块卸下．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则()A．增加车厢倾斜程度的过程中，石块受到的支持力一直增加B．增加车厢倾斜程度的过程中，未下滑的石块受到的摩擦力一直增加C．增加车厢倾斜程度的过程中，所有石块受到的摩擦力先增加后减小D．卡车向前加速时，残余石块所受最大静摩擦力会减小7．(多选)如图所示，斜面体放置在粗糙的水平地面上，在沿斜面向上的推力F作用下，物体A和斜面体B 均保持静止．若减小推力F，物体A仍然静止斜面上，则()A．斜面对物体A的作用力不一定变小B．斜面对物体A的支持力一定变小C．斜面对物体A的摩擦力一定变小D．地面对斜面体的摩擦力一定变小8．（多选）如图所示，质量均为M的物块A、B叠放在光滑水平桌面上，质量为m的物块C用跨过轻质光滑定滑轮的轻绳与B连接，且轻绳与桌面平行，A、B之间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是()A．物块A运动的最大加速度为gμB．要使物块A、B发生相对滑动，应满足关系1Mmμμ>-C．若物块A、B未发生相对滑动，物块A受到的摩擦力为2Mmg M m+D．轻绳对定滑轮的作用力为2mg9．倾角为θ=37°的斜面在水平面保持静止，斜面上有一重为G的物体A，物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。
摩擦力的突变情景归类探析摩擦力是指两个物体间接触时由于相互运动而产生的力。
当两个物体相互摩擦时，摩擦力的大小和方向也会发生改变。
在实际生活中，经常会出现一些突变的情况，这些情况会对摩擦力产生影响，本文将对这些情况进行归类探析。
一、静摩擦力与动摩擦力的突变静摩擦力是指物体在静止时所受到的摩擦力，动摩擦力是指物体在运动时所受到的摩擦力。
当物体受到外力作用时，它可能会从静止状态转变为运动状态，这时摩擦力也会发生变化。
具体来说，当物体受到的外力小于或等于静摩擦力时，物体将保持静止状态，此时摩擦力等于静摩擦力；当物体受到的外力大于静摩擦力时，物体将会开始运动，而此时摩擦力会突变为动摩擦力，其大小会比静摩擦力小。
举个例子，我们可以将一个木块放在水平面上，然后用手对它施加一个力，当这个力小于木块所受到的静摩擦力时，木块将保持静止；当施加的力大于静摩擦力时，木块将开始运动，并且此时摩擦力会突变为动摩擦力，其大小会比静摩擦力小。
二、材料和表面状况的突变物体与物体表面的接触面对摩擦力也会产生影响，当表面状况突变时，摩擦力也会发生相应变化。
比如当一个磨光的金属球在光滑的表面上运动时，其摩擦力很小；然而当这个金属球在硬币状的表面上运动时，由于表面粗糙度的增加，摩擦力也会增加。
另外，材料的种类也会决定摩擦力的大小，例如木头与铁的静摩擦力要小于铁与铁的静摩擦力。
这是因为木头的摩擦系数比铁小。
三、温度的突变温度对摩擦力的影响也是非常显著的。
当温度升高时，物体表面的原子和分子运动速度加快，导致摩擦力减小；反之，当温度降低时，物体表面的分子和原子运动速度会减缓，导致摩擦力增加。
比如将一块金属板放在冰上，加压后会因为摩擦力而将冰破开；然而，当把金属板放在冰上，将加热后的金属板放在冰上就不易破开冰了，这是因为温度的升高会减小与冰的摩擦力。
四、速度的突变速度的变化也会对摩擦力产生影响，具体来说，当物体的运动速度发生突变时，摩擦力也会随之改变。
谈谈高中物理摩擦力的“突变”问题作者：刘礼坤来源：《速读·中旬》2018年第10期当物体受力或运动发生变化时，摩擦力常常发生突变，摩擦力的突变，又会导致物体的受力情况和运动性质的突变，其突变点（时刻或位置）往往具有很深的隐蔽性，对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点。
我在高中物理教学中总结出几种常见的摩擦力“突变”的类型如下。
一、“静—静”突变物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。
【典例1】一木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态，如图示，其中F1=10N，F2=2N，若撤去F1，则木块受到的摩擦力为（）。
A.10N，方向向左B.6N，方向向右C.2N，方向向右D.0解析：当物体受F1.F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时，由平衡条件可知物体所受摩擦力的大小为8N，可知最大静摩擦力fmax≥8N.当撤去F1后，F2=2N二、“静—动”突变物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。
【典例2】长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动（即木板与水平面的夹角α变大），另一端不动，如图所示。
则铁块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图象可能正确的是下图中的（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
解析：设木板与水平面间夹角增大到θ时，铁块开始滑动，显然当α三、“动—静”突变在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力。
【典例3】如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.2，从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用，取g=10m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（）。
一.要点精讲1.静摩擦力的有无及方向的判断方法静摩擦力的方向总是与相对运动趋势的方向相反，这时的相对不是相对地面，而是该静摩擦力的施力物体与受力物体间的“相对”。
(1)假设法(2)状态法：根据平衡条件、牛顿第二定律，判断静摩擦力的有无及方向。
(3)牛顿第三定律法：先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
2.静摩擦力大小的计算方法(1)最大静摩擦力F max的计算：最大静摩擦力F max只在刚好要发生相对滑动这一特定状态下才表现出来。
比滑动摩擦力稍大些，通常认为二者相等，即F max＝μF N。
(2)一般静摩擦力的计算：一般静摩擦力F的大小和方向都与产生相对运动趋势的力密切相关，跟接触面间相互挤压的弹力F N无直接关系，因此F具有大小、方向的可变性。
对具体问题要结合研究对象的运动状态(静止、匀速运动或加速运动)，利用平衡条件或牛顿运动定律列方程求解。
3．滑动摩擦力方向的判定滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反，这时的相对不是相对地面，而是该滑动摩擦力的施力物体与受力物体间的“相对”。
4. 滑动摩擦力大小的计算方法可用公式F f＝μF N计算，注意对物体间相互挤压的弹力F N的分析，并不总是等于物体的重力，它与研究对象受到的垂直接触面方向的力密切相关，也与研究对象在该方向上的运动状态有关。
5.求解摩擦力时的注意事项(1)首先分清摩擦力的性质：静摩擦力或滑动摩擦力。
常见的错误是把静摩擦力当成滑动摩擦力，认为其大小随压力变化。
(2)应用滑动摩擦力的计算公式F f＝μF N时，注意动摩擦因数μ，其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关，F N为两接触面间的正压力，不一定等于物体的重力。
(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关，与接触面面积的大小也无关。
(4)摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反，但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线。
高中物理：摩擦力的临界突变问题一、静摩擦力发生突变静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。
静摩擦力为零的状态，是方向变化的临界状态；静摩擦力到达最大值，是物体恰好保持相对静止的临界状态。
1、静摩擦力突变为滑动摩擦力例1、如图1所示，物体A和B叠放在光滑的水平面上，A、B的质量分别为，，为了保持A与B相对静止在水平面上做加速运动，作用在B上的水平拉力F不能超过4N。
如果将此水平拉力作用在物体A上，则（）A.A、B仍相对静止一起加速运动；B.A、B将发生相对运动；C.A做匀速运动，B做加速运动；D.A、B一起做匀速运动。
解析：设A和B之间最大静摩擦力为，当水平拉力F作用在B上时，则，所以当水平拉力作用在A上时，A、B不发生相对运动，一起运动的最大加速度和拉力的最大值分别为由于，A、B将发生相对运动，A、B都做加速运动，故选项B正确。
2、静摩擦力方向或大小发生突变例2、如图2所示，在水平面上，质量为10kg的物块A拴在一水平被拉伸弹簧的一端，弹簧的另一端固定在小车上，当它们都处于静止时，弹簧对物块的弹力大小为3N，若小车以的加速度水平向右匀加速运动时（）A.物块A相对于小车仍然静止；B.物块A受到的摩擦力方向不变；C.物块A受到的摩擦力变小；D.物块A受到的弹簧的拉力将增大。
解析：物块A与小车都处于静止状态时，物块A所受合力为零，弹簧对物块向右的弹力大小为3N，则物块A受到小车对它静摩擦力大小为3N，方向水平向左。
所以小车对物块A的最大静摩擦力至少3N。
当小车以0.5m/s2的加速度水平向右匀加速运动时，物块A所受向右合力应为。
若物块A相对于小车静止，则弹簧对物块A向右的弹力大小仍然为3N，小车对物块A静摩擦力大小为2N、方向水平向右，而2N显然小于小车对物块A的最大静摩擦力至少3N，这说明物块A相对于小车仍然静止，没有发生滑动。
小车水平向右匀加速运动时，静摩擦力发生了突变：方向由原来的水平向左变为水平向右；大小由3N变为2N。
第二章 相互作用第5课时 专题强化：摩擦力的突变问题学习目标1.知道摩擦力突变的几种情况。
2.会分析计算突变前后摩擦力的大小和方向。
考点01 “静—静”突变物体在静摩擦力和其他力的共同作用下处于相对静止状态，当作用在物体上的除摩擦力以外其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。
[典例1·对“静—静”突变的考查](2024·广东·模拟预测)如图所示，用轻弹簧连接的两相同滑块甲、乙置于粗糙的水平桌面上，甲滑块通过绕过光滑定滑轮的轻绳A 悬挂质量为m 的重物，乙滑块通过绕过光滑定滑轮的轻绳B 悬挂质量为2m 的重物，滑块甲、乙均静止，弹簧处于伸长状态，已知弹簧弹力的大小F 满足2mg F mg ££，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )A ．甲、乙两滑块受到的摩擦力一定不相同B ．乙滑块受到的摩擦力一定大于甲滑块受到的摩擦力C ．若突然将B 绳剪断，则剪断瞬间乙滑块受到的摩擦力大小可能不变D ．若突然将B 绳剪断，则剪断瞬间甲滑块受到的摩擦力可能变大[拓展训练](2023·福建三明市质检)如图所示，质量为10 kg 的物体A 拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N 时，物体A 与小车均处于静止状态。
若小车以1 m/s 2的加速度向右运动，则( )A ．物体A 相对小车向右运动B．物体A受到的摩擦力减小C．物体A受到的摩擦力大小不变D．物体A受到的弹簧的拉力增大考点02 “静—动”突变物体在静摩擦力和其他力共同作用下处于相对静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持相对静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。
[典例2·对“静—动”突变的考查](多选)在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器与计算机连接，可获得力随时间变化的规律图像，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一空沙桶(调节滑轮使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态。
专题强化练7摩擦力的突变问题
一、选择题
1.(2019江苏常州“14校合作联盟”高一上期中,★★☆)将质量为1.0kg的木块放在水平长木板上,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大,木块先静止后相对木板运动。
用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小,并用计算机绘制出摩擦力大小F f随拉力大小F变化的图像,如图所示。
木块与长木板间的动摩擦因数为(g=10m/s2)()
A.0.3
B.0.5
C.0.6
D.1.0
2.(2019浙江温州十五校联合体高一上期中,★★☆)如图所示,重20N的物体放在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与水平面间的最大静摩擦力为4.5 N。
水平推力F1=10N、F2=8N同时作用于物体上。
以下说法正确的是()
A.水平推力F1、F2同时作用在物体上时,水平面对物体的静摩擦力大小为2.5N,方向向右
B.若只撤去推力F2,水平面对物体的滑动摩擦力大小为4N,方向为水平向左
C.若只撤去推力F1,水平面对物体的滑动摩擦力大小为3.5N,方向为水平向左
D.若同时撤去F1、F2,水平面对物体的静摩擦力大小为4.5N
3.(2018天津和平校级一模,★★★)如图所示,物体P左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,放在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度大于原长。
若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到把P拉动。
在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力N的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况是()
A.N始终增大,f始终减小
B.N先不变后增大,f先减小后增大
C.N保持不变,f始终减小
D.N保持不变,f先减小后增大
二、非选择题
4.(2018北师大附中高一上期中,★★☆)小明利用木块A做了几个跟摩擦力相关的实验,木块A的质量为0.5kg,g取10m/s2。
(1)如图1所示,小明用垂直于墙的力F将木块A压在竖直墙上,墙和木块A之间的动摩擦因数为0.2,已知力F=15N,求:
①若木块下滑,木块A受到的摩擦力大小;
②若将压木块A的力增大到2F,木块静止,求木块A受到的摩擦力大小。
(2)如图2所示,小明将木块A夹在两长木板之间,左右两边对木板的水平压力大小相等,木块A可在两长木板之间以速度v竖直向下匀速下滑。
如果保持两水平压力
的大小、方向不变,要使木块A以3v的速度匀速向上滑动,那么对木块竖直向上的推力应多大?
5.(2019福建师大附中高一上期中,★★☆)一质量不计的弹簧原长为l0=10cm,两端各用F1=4N的力拉弹簧时,弹簧长度为l1=11cm。
现将该弹簧一端固定于质量
m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F,如图所示。
设弹簧始终在弹性限度内,g 取10N/kg。
问:
(1)弹簧的劲度系数多大?
(2)当弹簧拉长至l2=13cm时,物体恰好开始运动。
则物体与水平面间的最大静摩擦力多大?
(3)当用水平力拉着物体匀速运动时,弹簧的长度为l3=12cm,则物体与水平面之间的动摩擦因数多大?
答案全解全析
专题强化练7摩擦力的突变问题
1.A由图可知最大静摩擦力为5N,滑动摩擦力为3N,且滑动摩擦力满足公式
F f=μmg,所以μ=0.3,A正确。
2.B水平推力F1、F2同时作用在物体上时,F1-F2=2N<f max,则物体静止,所以物体水平方向受力平衡,得出f=F1-F2=2N,故A错误。
若撤去推力F2后,F1>f max,则物体滑动,由滑动摩擦力公式f=μN,得出f=μmg=4N,方向与F1的方向相反,即水平向左,故B正确。
若只撤去推力F1,F2>f max,则物体滑动,由滑动摩擦力公式f=μN,得出
f=μmg=4N,方向与F2的方向相反,即水平向右,故C错误。
若同时撤去F1、F2,物体不受摩擦力作用,故D错误。
3.D由题意可知,物体一直处于静止状态,弹簧的形变量不变,故弹力N不变;物体放在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度大于原长,则弹簧对P的拉力向左,由于水平面粗糙,因此物体P同时受到水平向右的静摩擦力。
当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到把P拉动前的过程中,物体P受到的静摩擦力从水平向右变为水平向左,其大小先减小后增大,故只有D正确。
4.答案(1)①3N②5N(2)10N
解析(1)①木块A受到的摩擦力f1为滑动摩擦力,f1=μN=μF=0.2×15N=3N;
②木块静止,受力平衡,f2为静摩擦力,f2=mg=5N。
(2)木块匀速滑动,受力平衡,下滑时滑动摩擦力大小等于重力,f3=mg=5N,当木块以3v匀速上滑时,滑动摩擦力f4=f3,F推=f4+mg=f3+mg=10N。
5.答案(1)400N/m(2)12N(3)0.4
解析(1)由胡克定律得:F1=k(l1-l0),解得:k=400N/m;
(2)此时最大静摩擦力等于拉力,所以f max=F2=k(l2-l0),解得:f max=12N;
(3)滑块匀速运动摩擦力为f,此时拉力等于滑动摩擦力,有
F3=f=μN=μmg,F3=k(l2-l0),得出:μ=0.4。
